#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

• Quando um elétron passa de um estado de energia elevada para um estado de
energia menor, ele emite certa quantidade de energia radiante, sob forma
de um fóton de comprimento de onda específico, relacionado com uma das linhas
do espectro desse elemento.
O modelo atômico de Bohr explicava satisfatoriamente o átomo de hidrogênio,
que possui apenas 1 elétron ao redor do núcleo, mas falhava ao explicar
os átomos dos demais elementos.
Espectroscópios de baixa resolução
revelaram a existência
dos níveis de energia.
E 3
E 2
E 1
Ao passar para níveis de
energia inferiores, o elétron
emite radiação de frequência
distinta.
O modelo atômico de Sommerfeld
Quando um átomo possui mais de um elétron, esses elétrons passam a interagir
uns com os outros (pela repulsão elétrica, por exemplo).
Esse fato torna complexo determinar os níveis de energia em que os elétrons
se movimentam e, também, o número de elétrons que podem se movimentar
em cada nível de energia de modo a explicar corretamente o espectro
de emissão dos elementos.
Um primeiro passo para esclarecer essa questão foi o uso de espectroscópios
de melhor resolução (mais potentes). Isso permitiu observar que as raias
consideradas anteriormente constituídas por uma única linha eram, na realidade,
um conjunto de linhas distintas muito próximas umas das outras. Estava
descoberta a chamada estrutura fina dos espectros de emissão.
O desdobramento das linhas do espectro indica que os níveis de energia (n)
são constituídos por subníveis de energia (,) bastante próximos uns dos outros.
O esquema ao lado mostra o desdobramento de níveis energéticos.
Para explicar essa multiplicidade das raias espectrais verificadas experimentalmente,
em 1915 o físico alemão Arnold Sommerfeld (1868-1951) deduziu algumas
equações matemáticas, que indicavam:
Cada nível de energia n está dividido em n subníveis, correspondentes
a uma órbita circular, e a n – 1 órbitas elípticas de diferentes excentricidades.
O núcleo do átomo ocupa um dos focos da elipse.
• O primeiro nível (n 5 1) possui apenas uma órbita circular (possui 1 subnível);
• o segundo nível (n 5 2) possui uma órbita circular e uma órbita elíptica (possui
dois subníveis);
• o terceiro nível (n 5 3) possui uma órbita circular e duas órbitas elípticas (possui
três subníveis), e assim por diante.
Espectroscópios de alta
resolução revelaram a existência
dos subníveis.
Subníveis de energia
}q E 3
}q E 2
E 1
Ao passar de subníveis de
energia diferentes para níveis
de energia inferiores, o elétron
emite radiação de frequências
próximas (f ’ e f ”).
f ’
f ”
f ’ próxima de f ”
Ilustrações desta página: Banco de imagens/Arquivo da editora
Para o nível 4: 1 órbita circular e
3 órbitas elípticas. O núcleo do átomo ocupa
um dos focos da elipse, cujo plano pode tomar
uma orientação qualquer no espaço.
Modelo atômico
de Sommerfeld
As ilustrações
estão fora de
escala. Cores
fantasia.
158
Capítulo 6